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关中平原降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源

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环境科学 2020年第7期41卷 3148-3156页

作者：赵明华陆彦玮 Rachana Heng 司炳成西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 萨斯喀彻温大学土壤学系加拿大萨斯卡通市S7N5A8

为探究关中平原降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源,本研究选取关中腹地的杨凌站点次降水为研究对象,利用当地2015~2018年间的98场次降水样品及同期气象资料,分析该地区降水氢氧稳定同位素(δ2H、δ18O和δ17O)组成特征及其影响因素,... 详细信息

为探究关中平原降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源,本研究选取关中腹地的杨凌站点次降水为研究对象,利用当地2015~2018年间的98场次降水样品及同期气象资料,分析该地区降水氢氧稳定同位素(δ2H、δ18O和δ17O)组成特征及其影响因素,建立当地大气降水线和三氧同位素大气降水线方程,并利用δ18O、d-excess和17O-excess指标尝试探讨当地可能存在的降水水汽来源,定量描述海洋和内陆源水汽对区域降水的贡献.结果表明,杨凌地区降水氢氧稳定同位素存在明显的季节性变化,同位素组成雨季(5~10月)贫化,旱季(11月~次年4月)富集;当地大气降水线的斜率和截距分别为7.7和9.1,说明研究区降水受到一定程度的蒸发分馏影响;三氧同位素大气降水线斜率为0.528,介于海水平衡分馏斜率(0.529)与水汽扩散斜率(0.518)之间,表明研究区处于海洋气团向内陆干旱区迁移的路径上.综合分析δ18O、d-excess和17O-excess,发现研究区降水受到来自东南季风的暖湿气团和来自西风的干冷气团的共同贡献,其中约有55%~79%的降水水汽来源于海洋,主要集中于6~8月;21%~45%的水汽来源于内陆和局地蒸发,主要集中于10月~次年4月. 5月和9月降水水汽来源复杂,可能受海洋水汽和内陆水汽的共同补给.

关键词：关中平原杨凌地区氢氧稳定同位素水汽来源 d-excess 17O-excess

关中平原城市群生态环境质量时空变化特征及其驱动力

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地球科学与环境学报 2023年第6期45卷 1316-1329页

作者：罗逸臻黄远程王涛西安科技大学测绘科学与技术学院陕西西安710054

为探究关中平原城市群2000~2020年生态环境质量时空变化及发展趋势,基于Google Earth Engine(GEE)平台对2000~2020年6月至9月关中平原MODIS遥感影像进行优化重构,并利用绿度、湿度、干度、热度4个指标构建遥感生态指数(RSEI),分析该地... 详细信息

为探究关中平原城市群2000~2020年生态环境质量时空变化及发展趋势,基于Google Earth Engine(GEE)平台对2000~2020年6月至9月关中平原MODIS遥感影像进行优化重构,并利用绿度、湿度、干度、热度4个指标构建遥感生态指数(RSEI),分析该地区生态环境质量时空变化格局,利用地理探测器模型探究了自然环境和人类活动等10个驱动因子对遥感生态指数时空分布的影响,采用地理加权回归(GWR)构建回归模型,分析驱动因子的空间差异性。结果表明:①2000~2020年关中平原城市群生态环境质量逐年改善,遥感生态指数均值由0.448增至0.565,空间上呈南高北低的分布特征。②关中平原城市群生态环境质量改善区域占70.8%,退化区域占22.9%,改善尤为明显的区域主要分布在庆阳市、平凉市和天水市,退化区域主要分布在城市群中部西安市及其附近区域。③植被类型对关中平原生态环境质量的影响最大,影响力高达0.46。研究期间关中平原城市群生态环境质量整体趋于改善,局部恶化,尤其是人类活动密集的城市及其附近区域。

关键词：生态环境遥感生态指数地理探测器地理加权回归 Google Earth Engine平台遥感影像驱动因子关中平原

关中平原冬小麦临界磷浓度稀释曲线的构建与磷营养诊断

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植物营养与肥料学报 2022年第11期28卷 2011-2019页

作者：李巧丽刘朋召师祖姣刘苗陈跻李慧王小利王瑞李军西北农林科技大学农学院/农业农村部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室陕西杨凌712100

【目的】基于关中平原冬小麦施磷量与小麦磷营养的关系,建立临界磷浓度稀释曲线,为当地冬小麦科学施磷提供理论依据。【方法】长期定位施磷田间试验始于2009年,供试小麦品种为‘西农979’。设置4个施磷水平(PO)0、60、120、180 kg/hm^(... 详细信息

【目的】基于关中平原冬小麦施磷量与小麦磷营养的关系,建立临界磷浓度稀释曲线,为当地冬小麦科学施磷提供理论依据。【方法】长期定位施磷田间试验始于2009年,供试小麦品种为‘西农979’。设置4个施磷水平(PO)0、60、120、180 kg/hm^(2),分别记为P0、P60、P120和P180处理。于2018—2021年冬小麦拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期取样,分析冬小麦地上部生物量、植株磷浓度,记录小麦产量。利用2018—2020年冬小麦地上部生物量和植株磷含量建立临界磷浓度稀释模型,计算磷营养指数(PNI)。依据2020—2021年冬小麦数据验证磷营养指数诊断的可靠性。【结果】1)施用磷肥可显著增加冬小麦穗数和穗粒数,显著降低千粒重,2018—2021年3季冬小麦依次提高穗数50.7%~53.0%、23.1%~29.7%和17.5%~19.0%,穗粒数依次提高28.6%~34.2%、22.7%~24.1%和18.7%~19.6%,千粒重依次降低1.1%~2.9%、3.5%~7.0%和1.3%~4.9%,P60、P120和P180处理间穗数、穗粒数(2018—2019年除外)差异不显著。随着施磷量增加,冬小麦籽粒产量先持续增高而后降低,施磷处理下2018—2021年3季冬小麦依次增产104.3%~108.2%、39.8%~47.4%和27.6%~32.5%,在P120处理下产量达到最大值,2018—2021年3季依次为7100、6369和6714 kg/hm^(2)。2)冬小麦地上部生物量随生育进程的推进逐渐增加,地上部磷浓度随生育进程推进逐渐降低。同一取样时期,施磷量增加,地上部生物量和磷浓度也随之增加。据此,本研究2019—2020年建立的临界磷浓度稀释曲线模型为Pc=6.00DM–0.43,模型RMSE值为0.09,n-RMSE值为3.45%,表明模型模拟值的可靠性和稳定性达到要求。3)随着施磷量增加,磷营养指数(PNI)增大,磷营养指数(PNI)在P120处理下最接近1。各施磷量处理下,冬小麦磷营养指数(PNI)随生育期的变化较小。【结论】依据不同施磷量下冬小麦地上部生物量和磷浓度,建立的临界磷浓度稀释曲线模型与磷营养指数(PNI)模型能够准确诊断关中平原冬小麦不同生育阶段的磷素盈亏状况,可用来指导关中平原冬小麦植株各生育期磷素含量评估和磷肥施用。

关键词：关中平原冬小麦施磷量临界磷浓度稀释曲线磷营养指数

关中平原地区果园和农田土壤有机碳组分及碳库特征

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中国土壤与肥料 2023年第5期 158-163页

作者：吴超玉王洋牛晓倩刘腾腾李键贾小旭中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071000 河北农业大学国土资源学院河北保定071000 中国科学院大学资源与环境学院北京100190

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分... 详细信息

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分及碳库管理指数的变化。结果表明,在0~20、20~60、60~100 cm土层中,果园土壤活性有机碳(LOC)含量较农田分别增加了33.91%、49.95%和35.37%;与农田相比,果园显著增加了20~60和60~100 cm土层LOC/SOC值,提高了深层土壤碳库活性,促进了土壤有机碳的利用;在0~100 cm土层的垂直梯度上果园和农田LOC含量均随土层深度增加而减少,土壤总有机碳含量无显著差异;果园的碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)均大于农田,增幅分别达6.12%和72.72%。相关分析表明,土壤有机碳组分、碳库活度、碳库管理指数与土壤主要肥力因子如有效磷、速效钾相关性密切,可以作为该地区农田生态系统土壤肥力的主要监测因子。研究表明,关中平原土地利用方式从农田转变为果园,将有效活化深层土壤的固有碳库,促进有机碳的分解与利用,土壤性能向良性发展。

关键词：活性有机碳土壤有机碳碳库管理指数碳库活度关中平原

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关中平原小麦粉鲜面条制作适宜性研究

麦类作物学报 2023年第5期43卷 600-608页

作者：魏益民赵博严军辉张磊汪江华张影全张波郭波莉中国农业科学院农产品加工研究所/农业农村部农产品加工重点综合实验室北京100193 金沙河集团产业技术研究院/河北省谷物食品加工技术创新中心河北邢台054100 杨凌食品工程创新中心陕西杨凌712100

针对餐饮业连锁经营和向食品制造转化的背景下,食品生产企业对小麦品种质量特性、原料质量稳定性,特别是面条制作适宜性提出新的要求,对关中平原大面积种植的小麦品种籽粒质量性状进行分析,并通过训练的专业感官评价人员对以其为原料、... 详细信息

针对餐饮业连锁经营和向食品制造转化的背景下,食品生产企业对小麦品种质量特性、原料质量稳定性,特别是面条制作适宜性提出新的要求,对关中平原大面积种植的小麦品种籽粒质量性状进行分析,并通过训练的专业感官评价人员对以其为原料、由面点师实验室制作的鲜面条的烹饪特性进行评价,同时统计分析小麦籽粒性状、面粉理化特性和面条感官评价结果之间的关系。结果表明,关中平原小麦千粒重、容重和硬度较高,面粉湿面筋含量高,面团延展性能良好,优质强筋小麦品种的比例明显提高。面粉的黏度参数,特别是峰值黏度,对面条的感官评价总分,面条质量要素中的色泽、硬度和黏性有较大影响,是评价鲜面条专用粉的重要参考指标。面条感官评价总分与峰值黏度呈显著正相关,与籽粒硬度、破损淀粉含量和面粉吸水率呈显著或极显著负相关。小麦品种(面粉)百农207、F50、F20、中麦578、西农583和郑麦366适宜制作优质鲜面条。

关键词：小麦品种小麦粉面条感官评价适宜性关中平原

关中平原PM_(2.5)浓度周期性变化规律及成因分析

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干旱区研究 2020年第6期37卷 1528-1536页

作者：贾册王亚琼杨啸中国人民大学环境学院北京100872

采用Morlet小波分析法和交叉小波分析法,对关中五市2013年11月15日至2019年3月15日期间的PM_(2.5)浓度周期性变化特征及成因进行分析。结果表明:(1)关中五市的PM_(2.5)浓度变化具有显著区域性和周期性,PM_(2.5)浓度在夏季呈现低浓度稳... 详细信息

采用Morlet小波分析法和交叉小波分析法,对关中五市2013年11月15日至2019年3月15日期间的PM_(2.5)浓度周期性变化特征及成因进行分析。结果表明:(1)关中五市的PM_(2.5)浓度变化具有显著区域性和周期性,PM_(2.5)浓度在夏季呈现低浓度稳定状态,秋冬季呈现高浓度状态,并呈现出365 d左右、36 d左右以及14 d左右的周期性变化规律。(2)秋冬季,关中五市的PM_(2.5)浓度以14 d左右的周期性变化为主。PM_(2.5)浓度14 d左右的周期性变化与风向、风速和气压三项气象因子基本为负相关关系,与湿度呈现落后1/8个相位周期,与气温基本无相关关系。(3)关中五市秋冬季PM_(2.5)浓度周期性变化主要是由运城、三门峡、洛阳和关中城市等区域形成的局地静稳气流(该类气流占21.08%,在该类气流下PM_(2.5)不断积累)和从蒙古国、内蒙古等地输入的气流(该类气流占23.86%,在该类气流下积累的PM_(2.5)得到清除)周期性交替所致。

关键词：关中平原 PM_(2.5)浓度周期性变化成因分析

关中平原不同土壤类型猕猴桃园根系空间分布特征

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中国果树 2022年第6期 25-30,54页

作者：邹衡谢永生骆汉陈东凯盛玉章李镇西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所

为了探明陕西省关中平原猕猴桃适生区的不同土壤类型(周至县斑斑黑油土、杨凌区红油土)猕猴桃园根系分布的情况,以期为猕猴桃园合理高效的生态调控措施提供科学依据。在周至县和杨凌区选取2个猕猴桃园(以下简称果园A和果园B),以8年生猕... 详细信息

为了探明陕西省关中平原猕猴桃适生区的不同土壤类型(周至县斑斑黑油土、杨凌区红油土)猕猴桃园根系分布的情况,以期为猕猴桃园合理高效的生态调控措施提供科学依据。在周至县和杨凌区选取2个猕猴桃园(以下简称果园A和果园B),以8年生猕猴桃树为研究对象,采用根钻法,对不同径向距离(株间75 cm、行间30 cm、行间100 cm)的土壤剖面进行分层取样,对根长密度、根表面积密度和根系干质量密度进行测定,探究根系空间分布特征。结果表明,果园A尽管平均根长密度比果园B高81.7%,平均根表面积密度比果园B高54.2%,但是由于以细根为主,所以平均根系干质量密度比果园B低13.9%。果园A根系主要分布在距树干0~75 cm水平范围内的0~40 cm土层中,其中猕猴桃树定植带内(株间75 cm)根系最为密集;果园B根系主要分布在距树干0~75 cm水平范围内的0~60 cm土层中,以40~60 cm根系尤其是大根径根系最为密集。猕猴桃根系在红油土(果园B)的垂直分布范围比在斑斑黑油土(果园A)更深,水平分布范围则更窄,说明土壤类型对根系生长发育有一定程度的影响。根系在黏重土壤中的分布呈现出表层化、细根化的特征,是其为了提高水分和养分吸收能力的演化,尽管根系浅表化也会使根系面临更不稳定的土壤表层环境(温度、湿度等)的影响。采取适当的土壤生态环境调控措施,营造良好的根系生长环境,是猕猴桃园高效和丰产的关键。

关键词：猕猴桃园根系分布土壤类型关中平原

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关中平原冬小麦长势遥感监测及影响因子评估

关中平原冬小麦长势遥感监测及影响因子评估

作者：王楠西北农林科技大学

学位级别：硕士

快速准确地掌握气候变化和管理措施对作物生长状况的影响可以有效应对人口增长、水资源短缺和气候变化等带来的多重挑战。本文以关中平原冬小麦为研究对象,采用实地田间调查和卫星遥感反演的技术路线,开展了关中平原冬小麦长势遥感监测... 详细信息

快速准确地掌握气候变化和管理措施对作物生长状况的影响可以有效应对人口增长、水资源短缺和气候变化等带来的多重挑战。本文以关中平原冬小麦为研究对象,采用实地田间调查和卫星遥感反演的技术路线,开展了关中平原冬小麦长势遥感监测及影响因子评估研究,构建了冬小麦长势参量、土壤水分和物候反演模型,评估了关中平原冬小麦长势及水氮状况的时空分布特征,分析了气候变化和作物管理对冬小麦生长、物候、灌溉需水量和农业干旱指数的影响,主要结论如下:(1)基于冬小麦田间采样数据和MODIS遥感数据,构建了冬小麦长势参量、土壤水分和物候反演模型。结果表明,随机森林回归模型和极限树回归模型反演冬小麦叶绿素和叶片氮含量精度最高,R分别为0.864和0.859。地上部生物量随时间呈Logistic函数变化,叶面积指数随时间呈三次函数变化,引入植被指数后的改进Logistic函数和三次函数可以提高地上部生物量和叶面积指数的模拟精度,R分别为0.995和0.970。采用温度植被干旱指数和植被条件反照率干旱指数可以较好地反演0-5 cm的土壤水分(R>0.547)。归一化差异物候指数和阈值法可以有效地反演冬小麦返青、抽穗和成熟时期,R分别为0.652、0.841和0.763。(2)基于确定的长势参量、土壤水分和物候反演模型,明确了关中平原冬小麦长势、氮营养状况和农业干旱的时空分布特征。结果表明,研究区冬小麦地上部生物量和叶面积指数年际变化呈整体增加趋势,在宝鸡市较高,在咸阳东部和西安市较低,叶绿素和叶片氮含量从南向北逐渐降低。从2000-2020年,冬小麦返青和成熟的初始日期分别以0.54 days year和0.09 days year的速率推迟。播种-返青期和抽穗-成熟期生育长度分别以0.54 days year和0.09 days year的速率延长,返青-抽穗期生育长度以0.52days year的速率缩短。从2000-2020年,研究区冬小麦全生育期和播种-返青期的灌溉需水量呈增长趋势,增长速率分别为0.68 mm year和2.07 mm year,返青-抽穗期则呈减少趋势,减少速率为1.26 mm year。冬小麦全生育期干旱事件在渭南和咸阳发生的频率更高,干旱频率呈现轻旱频率>中旱频率>重旱频率>特旱频率。西安、咸阳和渭南市在冬小麦播种-返青和抽穗-成熟期存在氮亏缺现象(氮营养指数小于1)。(3)采用通径分析和残差趋势法,明确了气候变化和作物管理对冬小麦生长、物候、灌溉需水量和农业干旱指数的影响。通径分析表明,降水、物候期和叶片氮含量是影响关中平原冬小麦地上部生物量的主要因子,总通径系数分别为0.55、0.75和0.39。降水、辐射和相对湿度是灌溉需水量的主要影响因子,总通径系数分别为-0.73、0.61和-0.59。物候主要受降水、辐射和风速影响,总通径系数分别为0.44、-0.30和-0.25。相对湿度是农业干旱的主要驱动因素,总通径系数为0.32。残差趋势法分析表明,温度对冬小麦地上部生物量的相对贡献率最大,其绝对值平均为44.3%。降水对冬小麦灌溉需水量、物候和农业干旱的相对贡献最大,其绝对值平均分别为29.2%、35.7%和25.9%。冬小麦地上部生物量、物候期和农业干旱指数主要受作物管理的影响,相对贡献率的绝对值平均分别为63.3%,76.2%和78.9%。灌溉需水量则主要受气候变化的影响,相对贡献率的绝对值平均为56.3%。

关键词：长势监测 MODIS 冬小麦驱动因素关中平原

关中平原典型村落农业转型对生态系统服务的影响研究

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干旱区地理 2020年第3期43卷 807-819页

作者：宋静雪周忠学陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710119

全球化和城市化驱动农产品市场需求的日益增长正在推动农村和农业的转变与重构,深刻影响着农村经济、社会和生态发展之间的关系。以关中平原典型村落-余家营和马家村为例,研究城市化影响下农业转型对农业生态系统服务产生了何种影响,对... 详细信息

全球化和城市化驱动农产品市场需求的日益增长正在推动农村和农业的转变与重构,深刻影响着农村经济、社会和生态发展之间的关系。以关中平原典型村落-余家营和马家村为例,研究城市化影响下农业转型对农业生态系统服务产生了何种影响,对探索城乡互动机制、乡村特色农业发展以及生态景观建设等具有重要意义。通过问卷调查,半结构式访谈、野外填图等对余家营村和马家村的土地利用变化及农业生态系统服务进行测评,分析了关中平原农业转型变化及其对农业生态系统服务的影响与机制。结果表明:(1)"粮-粮"和"粮-果"转型使农业景观、种植结构、农户行为等都发生较大变化,在由传统粮食生产向水果、蔬菜、苗木花卉等现代型农业转变过程中,作物品种由低产量、低品质转为高产量、高品质,并更趋多样化;出现少许耕地转变为草地和林地的现象;农户积极性提高,科技水平有所提升。(2)"粮-粮"和"粮-果"转型的生态系统服务均以正服务为主,其中"粮-果"经济生产功能增长较大,增长了523.9%,但"粮-果"转型造成的负向生态系统服务也较高,因此在农业转型中生产经济价值增长越大对生态系统服务的负向影响就越大。(3)农业转型主要受到城市化、国家政策的驱动,并通过影响农田的农业景观、农业结构、农户行为进而影响农业生态系统服务功能,反之,农业生态系统服务变化也会影响到国家政策以及农户行为。

关键词：农业转型土地利用生态系统服务关中平原